車載激光雷達(dá)又稱車載三維激光掃描儀，是一種移動(dòng)型三維激光掃描系統(tǒng)，其原理都是將三維激光掃描儀加上POS系統(tǒng)裝載車上。目的就是為了能在更長(zhǎng)，更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)建立DTM模型。

二、激光雷達(dá)的分類：

由于當(dāng)前激光雷達(dá)技術(shù)方案的分歧點(diǎn)在于掃描方式，所以通常按照掃描方式來分，可以分為：械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)，混合固態(tài)激光雷達(dá)和全固態(tài)激光雷達(dá)。

1. 機(jī)械激光雷達(dá)，是指其發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)存在宏觀意義上的轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭，將速度更快、發(fā)射更準(zhǔn)的激光從“線”變成“面”，并在豎直方向上排布多束激光，形成多個(gè)面，達(dá)到動(dòng)態(tài)掃描并動(dòng)態(tài)接收信息的目的。

2. 微轉(zhuǎn)鏡激光雷達(dá)（混合固態(tài)）：轉(zhuǎn)鏡類似于機(jī)械式，保持收發(fā)模塊不動(dòng)，通過電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)，將激光反射到不同的方向?qū)崿F(xiàn)一定范圍內(nèi)激光的掃描。

3. 固態(tài)激光雷達(dá)主要是依靠波的反射或接收來探測(cè)目標(biāo)的特性，實(shí)際源自紅外焦平面成像儀，焦平面探測(cè)器的焦平面上排列著感光元件陣列，從無限遠(yuǎn)處發(fā)射的紅外線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像在系統(tǒng)焦平面的這些感光元件上，探測(cè)器將接受到光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行積分放大、采樣保持，通過輸出緩沖和多路傳輸系統(tǒng)，最終送達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)形成圖像。

三、激光雷達(dá)的組成

激光雷達(dá)的組成：由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)等組成。其中激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

四、激光發(fā)射器的組成

激光器由激光工作介質(zhì)、激勵(lì)源和諧振腔組成。那么激光器為何要選用陶瓷基板呢？主要是因?yàn)閷?duì)散熱有著特殊要求：VCSEL芯片功率轉(zhuǎn)化效率較低，這就意味著散熱肯定有問題，面臨熱電分離的難題，而陶瓷基板就是為解決熱電分離誕生的。陶瓷基板散熱性好，介電常數(shù)穩(wěn)定，電氣性能穩(wěn)定。斯利通不同材質(zhì)的陶瓷基板，包括96%氧化鋁、99%氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、氧化鉛、碳化硅、氮化硅、ZAT、玻璃、石英、金剛石、藍(lán)寶石陶瓷基等。不同的材料散熱性也不一樣，比如氧化鋁導(dǎo)熱率15-35W/m.k，氮化鋁導(dǎo)熱率≧170W/m.k；介電常數(shù)8-10MHz。

對(duì)半導(dǎo)體激光封裝技術(shù)中的固晶技術(shù)而言，固晶過程中的溫度、壓力、時(shí)間等應(yīng)力的掌控，對(duì)位置、角度、等精度的要求會(huì)影響器件性能，若精度、應(yīng)力控制不佳，會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片穩(wěn)定性降低。

熱沉作為激光器管芯的直接載體，主要解決管芯的散熱和電極的連接問題，一般管芯有P、N上下兩個(gè)不共面電極，熱沉上也對(duì)應(yīng)有兩個(gè)電極。通常是把管芯的下電極焊接在熱沉的一個(gè)電極上，管芯的上電極則通過一根金絲連接到熱沉的另一電極上，然后分別用金絲把熱沉電極與外電路連接。

隨著輸出功率的提高，對(duì)激光器散熱能力要求也越來越高。如果激光器散熱不及時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成結(jié)點(diǎn)溫度升高，從而使激光器的闕值電流密度升高，電光轉(zhuǎn)換效率降低，激光波長(zhǎng)發(fā)生嚴(yán)重溫漂，嚴(yán)重影響器件的壽命和可靠性。斯利通陶瓷線路板作為過渡熱沉材料具有以下特點(diǎn)：散熱性能好、焊接性能好、電導(dǎo)通性能好、穩(wěn)定性能高。

五、激光器散熱原理：

VCSEL運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大熱量。其一，熱量需要通過基板及時(shí)散發(fā)出去；其次，VCSEL芯片功率密度很高，需要考慮芯片和基板熱膨脹失配導(dǎo)致的應(yīng)力問題。因此，實(shí)現(xiàn)高效散熱、熱電分離及熱膨脹系數(shù)匹配成為VCSEL元件封裝基板選擇的重要考量。

一般情況下，半導(dǎo)體激光器的發(fā)光波長(zhǎng)隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當(dāng)正向電流流經(jīng)pn結(jié)，發(fā)熱性損耗使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升，在室溫附近，溫度每升高1℃，半導(dǎo)體激光器的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少1%左右，激光器時(shí)刻保持色純度與發(fā)光強(qiáng)度非常重要，以往多采用減少其驅(qū)動(dòng)電流的辦法，降低結(jié)溫，多數(shù)半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)電流限制在20mA左右。但是，半導(dǎo)體激光器的光輸出會(huì)隨電流的增大而增加，很多功率型半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到70mA、100mA甚至1A級(jí)，需要改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)才能保證激光器的壽命，全新的半導(dǎo)體激光器封裝設(shè)計(jì)理念采用低熱阻封裝結(jié)構(gòu)及技術(shù)，改善熱特性。

陶瓷本身的穩(wěn)定性確保傳感器信號(hào)不會(huì)失真；陶瓷基板與芯片的熱膨脹系數(shù)匹配，使得產(chǎn)品更加可靠，即使在高溫，高震動(dòng)，含腐蝕性的環(huán)境下仍然可以保正信號(hào)的高效，靈敏，準(zhǔn)確。其高導(dǎo)熱、高絕緣、高線路精準(zhǔn)度、高表面平整度及熱膨脹系數(shù)均能與芯片相匹配。

六、車載激光雷達(dá)傳感器的作用：車載激光雷達(dá)傳感器在車輛系統(tǒng)中主要有以下幾個(gè)作用：車輛高精度定位、障礙物識(shí)別及目標(biāo)跟蹤、自動(dòng)泊車系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)、防撞及行人保護(hù)、車道偏離預(yù)警、自動(dòng)緊急制動(dòng)。

陶瓷基板在汽車上主要應(yīng)用在貼片電阻、覆銅板、MOS管、PTC加熱器、LED燈、傳感器、IGBT、MOSFET散熱、新能源汽車電驅(qū)動(dòng)器、新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)等部件中。

審核編輯：湯梓紅